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你对海王星了解多少?它的历史,它的大气层,它的卫星,它的季节变更……现在请和我一起,去看看海王星的历史及其真实的一面。

海王星的发现历史。

在我们深入研究这颗被称为海王星的行星的各种事实、数据和数字之前,让我们先来谈谈它的历史和发现吧。

因为它比你想象的更重要,一些最早通过望远镜观测的记录显示,伽利略在1612年12月28日至1613年1月27日期间绘制的草图,包含了与现在已知的海王星位置相吻合的点。

只不过在这当时的情况下,伽利略似乎把海王星误认为是一颗固定的恒星,因为它在夜空中与木星紧密相连,因此,他没有被认为是海王星的发现者。

他的第一次观测是在1612年12月,海王星在天空中几乎是静止的,因为那天它刚好进入逆行周期。这种明显的反向运动,是星球的轨道经过一颗外行星时产生的,而海王星只是开始了它每年的逆行周期,行星的运动非常微小,伽利略的小望远镜还无法探测出来。

2009年,一项研究表明,伽利略至少意识到了,相对于固定恒星理论,他观测到的恒星是移动的。

1821年,阿列西·布瓦尔发表了海王星的邻居天王星的轨道天文表。随后的观测结果显示出了与这些数据表的巨大偏差,这使得布瓦尔推测说,一个未知的天体通过引力相互作用干扰了它的轨道。

1843年,约翰·库奇·亚当斯利用他掌握的数据,开始研究天王星的运行轨道,同时他也向皇家天文学家乔治·艾里爵士索要额外数据,后者于1844年2月提供了这些数据。亚当斯在1845年至1846年继续工作中,对一颗新行星做出了几种不同的估计。

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在1845年至1846年期间,厄本·勒维耶独立于亚当斯,发展出了自己的计算方法,但他的研究并没有在同行中引起热烈的反响。随后勒维耶曾在信中,敦促柏林天文台的天文学家约翰·戈特弗里德·加勒,使用天文台的折射望远镜进行搜索。

海因里希·德斯博因是天文台的一名学生,他向加勒建议,他们可以将勒维耶最近绘制的预测位置区域天空图,与目前的天空进行比较,以寻找新行星(而非一颗固定恒星)的位移特征。

1846年9月23日晚,也就是加勒收到这封信的那天,他在水瓶座的东北方发现了海王星,距离勒维耶所预测的距离仅1度,距离亚当斯的预言约12度。根据现代IAU星座的边界,海王星位于水瓶座和摩羯座的交界处。

查理斯后来意识到,他曾在8月4日和12日对这颗行星观测了两次,但由于缺乏最新的星图,并没有认出它是一颗行星,而同时他还在进行彗星观测,因此分心了。

回想这一切,曾有多少人不得不仰望天空,试图找到这颗神秘的行星。

有趣的是,海王星是唯一一颗被数学发现的行星,然后才被肉眼发现。无论它是如何被发现的,它确实被发现了,成为我们太阳系的第八颗行星,并最终被命名为海王星,当然,这是在一场命名大战之后确定的,在此我们就不深入探讨它了。

海王星的轨道和旋转。

当你前往太阳系的外围时,海王星是我们太阳系的最后一颗行星(如果你不相信冥王星是一颗行星),因此,它围绕太阳一周的时间与其说是关于年,不如说是关于寿命,因为围绕太阳的一圈大约是165年,目前世界上最长寿的人并没有活到165岁。

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2011年,海王星完成了自1846年发现以来,它的第一个165年轨道运行。对于一天的时间而言,实际上比它的孪生兄弟天王星要快,因为它一天的时间约为16小时。

这是一个难题,因为如果我们要去海王星,那里的日子会更短,不过这并非不能调整,但你会尝试适应一年的周期是人类平均寿命的两倍吗?虽然我相信你们中的一些人会想办法解决这个问题,可能这得需要一些时间。

海王星的四季交替。

至于海王星上的季节,像其他许多行星一样,它也有春、夏、冬、秋四个季节。每个季节会持续大约40年左右,而不是我们认为的3个月,并且在每个季节交替时,会引起行星的极端天气变化。

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哈勃太空望远镜曾经捕捉到了海王星在季节交替时的样子,确实是一幅宇宙罕见的景象。

海王星的风暴和大黑斑。

1989年,旅行者2号宇宙飞船发现了大黑斑和反气旋风暴系统,其范围为13000 * 6600公里,风暴就像木星的大红斑,大到足以容纳整个地球。

大约5年之后,也就是1994年11月2日,哈勃太空望远镜并没有看到这个行星上之前的大黑斑,相反,在海王星的北半球发现了一个类似大黑斑的新风暴。

“Scooter”是海王星上另一场风暴系统,这团白色云团位于远离大黑斑的南半球,这个绰号是1989年旅行者2号探测器发现它的时间里命名的,当时观测到的白色云团移动速度比大黑斑更快(后来获得的图像显示,云团的移动速度甚至比旅行者2号最初探测到的还要快)。

小黑斑是一场南方气旋风暴,也是1989年遭遇期间观测到的第二大风暴。它最初是完全黑暗的,当旅行者2号接近这颗行星时,一个明亮的核心形成了,以至于在大多数分辨率高的图像中都可以看到。

海王星的黑斑被认为出现在对流层中,比明亮的云层位置低,它们会出现在上层云层的洞中,通常可以持续几个月的时间,这些黑斑被认为是漩涡结构。与黑斑相关的是更明亮的、在对流层顶层形成的更持久的甲烷云。甲烷云的持续存在表明,一些以前的黑斑可能会继续以气旋的形式存在,尽管它们不再是可见的黑色特征。

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当黑斑迁移到离赤道太近的地方,或者可能通过其他未知的机制,黑斑就会消失不见。这实际上归结为一个事实,即海王星可能看起来有时风平浪静,但它的风暴足以与木星上的风暴相媲美。

这是不是让你感到很奇怪,海王星的大气层中发生了什么?

海王星的大气和磁场。

海王星的大气层主要由氢和氦组成,只有少量的甲烷。海王星的邻居天王星是蓝绿色的,这是由于大气中的甲烷,而海王星是一个更生动、更明亮的蓝色星球,所以一定有一种未知的组成部分,导致它显现出更强烈的颜色。

海王星是太阳系中风力最大的星球,尽管海王星距离太阳很远,来自太阳的能量也很低,但它的风力却比木星强三倍,比地球强九倍。这些强烈的飓风,能以每小时2000公里的速度,搅动着整个星球上冰冻的甲烷云团。目前地球上最强的风只能达到每小时400公里。

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这一切都意味着,在这个星球上,以任何方式生存都将充满危机。我们无法呼吸这些气体,风暴也会摧毁我们放置在这个星球上的任何东西。

海王星磁场的主轴与行星的旋转轴相比倾斜了大约47度,比如天王星,它的磁轴与旋转轴倾斜了大约60度,由于这种失调和偏差,海王星的磁场在每次旋转中都会发生剧烈的变化。相比之下,海王星的磁场大约是地球磁场的27倍。

关于海王星的文化。

尽管海王星是离我们的太阳最远的行星,但它经常停留在我们的流行文化和小说中。

这颗行星是1997年科幻恐怖电影《地平线》的背景,而在卡通系列《飞出个未来》中,圣诞老人的家就在海王星的北极。

《神秘博士》的粉丝们应该还记得,有一集名为《不再沉睡》(sleep no more),故事发生在绕海王星运行的空间站上。

在《星际迷航:企业号》的第一集《断弓事件》中,观众们了解到,在曲速4.5的情况下,在6分钟内可以飞到海王星并返回地球。这是科学家和人们都想做的事情。

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对于动漫迷来说,在《美少女战士》系列中,海王星是后来和天王星一起的“水手战士”之一,而原版和现代翻拍版的她都和天王星在一起。

海王星的星环。

据我们所知,迄今为止海王星至少有5个主环和4个突出的环形弧,从行星附近开始向外移动,主环被命名为加勒、勒维耶、拉塞尔、阿拉戈和亚当斯。这些环被认为是相对年轻和短暂的。

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海王星的星环系统也有特殊的称为弧的尘埃团,四个突出的弧环分别命名为自由、平等、博爱和勇气。这些弧线很奇怪,因为根据运动定律,它们是均匀分布的,而不是聚集在一起的。

科学家们现在认为,由于海卫六的引力效应,也就是一颗从星环向内的卫星,稳定了这些弧形环。

海王星的卫星。

海王星目前有14颗已知的卫星,其最大的卫星海卫一,是在1846年10月10日由威廉·拉赛尔发现的,比约翰·戈特弗里德·加勒发现海王星晚了17天,因为海王星是以罗马的海神命名,所以它的卫星是以希腊神话中,各种较小的海神和仙女命名的。

海卫一也是太阳系中唯一一颗与行星旋转方向相反的大卫星(逆行轨道),这表明它可能曾经是被海王星捕获的独立天体。

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海卫一非常寒冷,表面温度在零下235摄氏度左右。然而,尽管海卫一处于极冷的冰冻状态,旅行者2号还是发现了间歇泉,喷出的冰物质向上超过了8公里。

旅行者号也发现了海卫一稀薄的大气层,它有可能会慢慢变暖,科学家们已经探测过好几次了,直到目前科学家们还不知道其具体原因。

海王星的内部加热系统。

与天王星相比,海王星的天气更加变化多端,一部分原因是它的内部温度较高。

海王星对流层上部区域达到了51.8 开尔文(零下221.3摄氏度)的低温,在大气压力等于1巴(100千帕斯卡)的深度时,其温度为72.00 开尔文(零下201.15摄氏度)。

在大气层内部,温度随着深度稳步上升,就像天王星一样,这种加热的来源是未知的,但差距更大。天王星辐射的能量仅是它从太阳接收到能量的1.1倍,而海王星辐射出的能量大约是它从太阳接收到的能量的2.61倍。

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海王星是离太阳最远的行星,距离太阳的距离比天王星远50%,只能接收到40%的阳光,但它的内部能量却足以驱动太阳系中最快的行星风。

从海王星内部的热性质来看,海王星形成过程中剩余的热量可能足以解释它目前的热流,但要同时解释天王星内部热量的缺乏,保持两颗行星之间明显的相似性,这就相当难了。

人类能征服海王星吗?

人类真的很喜欢殖民其他星球的想法,但所有的星球都有一个简单的问题,有些星球没有可以着陆的表面,比如海王星。

就像殖民金星一样,人们的想法是把殖民地安置在上层大气中,这确实是一种想法,但它不会起作用,因为时时刻刻都要忍受强烈的飓风。

那么解决方案是什么呢?

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大多数情况下,人们可能会去它的一颗卫星上,这与认为我们可以通过土卫六或其他候选卫星,来殖民木星或土星的想法类似。

在卫星上建立基地在很多方面都是有益的,包括作为太阳系外旅行的航路点,以及作为未来可能发生在我们身上的事情的预警系统。

另一个想法是,我们可以在海王星的外层空间建立一个空间站,它不会受到大气的影响,但仍然处于行星的引力之下。这样的建设将需要大量的时间和精力,但这是一个选择。

考虑到地球与海王星之间的距离,毫无疑问,人类将会优先选择更近的地方,比如月球、火星,甚至土卫六。

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